Etude de la production et du stockage photovoltaïque pour répondre au besoin de décarbonation des actifs aéroportuaires

Study of photovoltaic production and storage to meet the need for decarbonization of airport assets

• Auteur / Autrice : Clémence Perrin
• Direction : Patrick Schalbart
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Energétique et génie des procédés
• Date : Inscription en doctorat le 17/09/2024
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Energétique et Procédés
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : CEEP - Centre Energie, Environnement, Procédés
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Mines Paris-PSL

Mots clés

Mots clés libres

Enrgétique

Photovoltaïque

Aéroport

Batiments

Écoconception

Optimisation

Energy

Photovoltaic

Airport

Building

Ecodesign

Optimization

Résumé

Le projet de recherche porte sur la production et le stockage d'énergie photovoltaïque dans le cadre de la décarbonation des aéroports de Vinci Airports. Comme les secteurs industriels, les aéroports font face à des objectifs de décarbonation de plus en plus ambitieux, Vinci Airports a pour but de réduire de deux tiers les émissions directes de CO2 de ses aéroports d'ici 2030 par rapport à 2018. Les aéroports, sont des importants consommateurs d'énergie, notamment pour leurs systèmes CVC, ce qui génère des émissions de gaz à effet de serre liées à leur production d'énergie. L'intégration de centrales photovoltaïques apparaît comme une solution pertinente pour fournir une énergie décarbonée, d'autant que les aéroports disposent de bâtiments bas et de vastes espaces libres, tels que les zones tampons acoustiques, offrant un potentiel significatif pour l'installation de panneaux solaires. Cependant, le développement massif de l'énergie photovoltaïque peut provoquer des saturations du réseau électrique dans certaines régions, rendant les solutions de stockage indispensables. Cette thèse vise à comparer diverses technologies de stockage, telles que les batteries électrochimiques, l'eau glacée et les matériaux à changement de phase (PCM), en tenant compte de critères environnementaux, économiques et techniques. L'apport original de cette recherche réside dans l'élaboration d'une méthodologie de comparaison des systèmes de stockage associés à une production photovoltaïque sur une zone aéroportuaire. L'objectif est d'améliorer la compréhension de l'impact environnemental des installations photovoltaïques dans les aéroports et d'évaluer quelles solutions de stockage offrent les meilleures performances. Cette méthodologie sera appliquée à un cas d'étude, avec une exploration des aspects prospectifs et de gestion optimale.

The research project focuses on the production and storage of photovoltaic energy as part of the decarbonization efforts of Vinci Airports. Like industrial sectors, airports are facing increasingly ambitious decarbonization goals. Vinci Airports aims to reduce direct CO2 emissions from its airports by two-thirds by 2030 compared to 2018. Airports are significant energy consumers, particularly for their HVAC systems, which generate greenhouse gas emissions related to energy production. The integration of photovoltaic power plants appears to be a relevant solution for providing decarbonized energy, especially since airports have low-rise buildings and vast open spaces, such as acoustic buffer zones, offering significant potential for solar panel installation. However, the large-scale development of photovoltaic energy may cause grid saturations in certain regions, making storage solutions essential. This thesis aims to compare various storage technologies, such as electrochemical batteries, ice storage, and phase change materials (PCM), based on environmental, economic, and technical criteria. The original contribution of this research lies in the development of a methodology for comparing storage systems associated with photovoltaic production in an airport setting. The objective is to improve the understanding of the environmental impact of photovoltaic installations in airports and to evaluate which storage solutions offer the best performance. This methodology will be applied to a case study, with an exploration of prospective aspects and optimal management.